고정밀 치공구 설계와 제작을 통한 조립 효율성 향상에 대한 연구 (A Study on Improving Assembly Efficiency through the Design and Manufacturing of High-Precision Tooling)

서지정보

· 발행기관 : 한국추진공학회
· 수록지 정보 : 한국추진공학회지 / 29권 / 3호 / 45 ~ 51페이지
· 저자명 : 윤성태, 이장우, 이관영, 황령경, 남궁담

초록

마찰교반용접(Friction Stir Welding, FSW)은 1990년대 초 영국 TWI(The Welding Institute)에서 개발된고상 접합 기술로, 기존 용접과 달리 재료를 용융시키지 않고 고상 상태에서 결합한다. 이 기술은 열 변형과 결함을 최소화하며, 용접부의 강도와 내구성을 높이는 장점을 가진다. 또한, 기존 용접 방식과 달리 작업자의 숙련도에 의존하지 않고, 치공구의 정밀성과 용접 조건의 안정성에 의해 품질이 결정되므로 동일한 품질의 대량 생산이 가능하다. 본 연구는 스페이스 파이오니어 프로젝트의 일환으로 공통 격벽 추진제 탱크 개발을 목표로 하고 있다. FSW 공정에 필요한 고정밀 치공구의 설계와 제작에 중점을 두고 있으며, 특히 돔 자오선 용접 치구개발을 통한 구조물의 형상 유지와 일관된 용접 품질 확보에 기여하였다. 이 치구는 용접 과정에서 형상 왜곡을줄이고, 균일한 용접 압력을 유지하도록 설계되었다. 국내 연구진이 개발한 FSW 치공구는 해외 선진국과의 기술격차를 줄이는 데 기여했으며, 향후 차세대 발사체 및 우주 산업 관련 기술 확장에 중요한 역할을 할 것으로 예상된다. 이러한 성과는 국내에서 처음으로 대형 원형 및 복잡한 구조물에 FSW 기술을 적용한 사례로, 제조 공정의 혁신을 이끄는 중요한 계기가 되었다. 본 연구를 통해 개발된 FSW 기술을 상용화, 고도화 하여 대형 구조물의 제조 효율성을 향상시키고, 국내 우주 산업뿐만 아니라 항공, 조선, 자동차 분야에서도 혁신적인 제조 공정개선을 이끌 것으로 기대된다. 이를 통해 국내 제조업의 경쟁력 강화에도 큰 영향을 미칠 것으로 전망된다.

영어초록

Friction Stir Welding (FSW) is a solid-state joining technology developed in the early 1990s by the UK'sTWI (The Welding Institute). Unlike conventional welding methods, it joins materials without melting them,minimizing thermal distortion and defects, and enhancing the strength and durability of weld joints.
Additionally, FSW reduces reliance on the operator’s skill level; instead, the quality is determined by theprecision of the tooling and the stability of the welding conditions, allowing for consistent mass production ofhigh-quality welds. This research aims to develop a common bulk propellant tank as part of the SpacePioneer Project. It focuses on the design and fabrication of high-precision tooling required for the FSWprocess, particularly through the development of a dome axial welding fixture, which contributes tomaintaining the shape of structures and ensuring consistent welding quality. This fixture is designed to reducedistortion during the welding process and maintain uniform welding pressure. The FSW tooling developed bydomestic researchers has contributed to narrowing the technology gap with advanced countries and is expectedto play a crucial role in the future expansion of next-generation launch vehicles and space-relatedtechnologies. This achievement marks the first application of FSW technology to large circular and complexstructures in the country, serving as an important milestone for innovative manufacturing processes. Throughthe commercialization and advancement of the FSW technology developed in this research, we anticipateimprovements in manufacturing efficiency for large structures, driving innovation not only in the domesticspace industry but also in the aerospace, shipbuilding, and automotive sectors. This is expected to significantlyenhance the competitiveness of domestic manufacturing.

참고자료

· 없음